Хромосомные хвосты как защита от рака
Хромосомные хвосты как защита от рака
28 декабря 2020
Недлинные теломеры на концах хромосом не дают клеточке длительно жить, тем защищая её от злокачественного перевоплощения.
Хромосомные концы-хвосты именуются теломерами, и про их мы слышим весьма нередко. Теломеры – один из индикаторов клеточного старения: чем клеточка старше, тем её теломеры короче. Дело в том, что когда клеточка делится, она умножает каждую свою хромосому, чтоб каждой из 2-ух дочерних клеток досталось по копии. Но белки, которые занимаются репликацией (удвоением ДНК) устроены так, что они не могут прочитать и докопировать нить ДНК до конца. Другими словами на конце каждой хромосомной ДНК есть кусочек, который не копируется в новейшую ДНК, так что новенькая ДНК оказывается чуток короче, чем древняя.
Людские хромосомы с теломерными участками на концах. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com)
Открыть в полном размере
‹
›
Если б на конце хромосомы посиживали гены, кодирующие белки, либо ещё какие-нибудь принципиальные ДНК-последовательности, то случилась бы неудача: в укороченной хромосоме их бы не было совершенно, либо же они могли быть повреждены. Но на концах ДНК посиживают глупые теломеры, которые ничего не кодируют – они просто помогают клеточкам делиться без вреда для генома. Но теломеры не нескончаемы. Когда они укорачиваются до определённого размера, клеточка делиться уже не может. Другими словами, древняя клеточка – это та, которая исчерпала предел делений. Далее ей остаётся лишь умереть.
Но ведь есть клеточки, которые могут делиться весьма и весьма длительно – стволовые клеточки. У их работает фермент теломераза, которая удлиняет теломеры. Стволовые клеточки равномерно преобразуются в спец клеточки (клеточки кожи, клеточки мускул, печени и т. д.), и вот у специализированных клеток теломераза уже не работает. Если спец клеточка погибла, её можно поменять лишь с помощь стволовых клеток. Но почему бы теломеразе не работать и в обыденных клеточках, которые могли бы далее жить и делиться?
Теломераза работает не только лишь в стволовых клеточках. У нас есть ещё одни клеточки, способные к нескончаемому делению – раковые. В недавнешней статье в eLife сотрудники Рокфеллеровского института и Института Неймегена пишут, что теломеры – это предохранитель от злокачественного перерождения. Дело в том, что пока клеточка живёт и делится, в её ДНК скапливаются различные мутации. В клеточке есть особые белки, которые их исправляют, но какие-то мутации всё же остаются. И равномерно их скапливается столько, что они уже осязаемо влияют на то, как клеточка делает свою работу. Состарившаяся клеточка уже не столько приносит пользу, сколько вредит. Наиболее того, посреди оставшихся мутаций нередко оказываются такие, которые делают клеточку злокачественной. Сейчас она уже буквально не делает никакой полезной работы и даже не направляет внимания на окружающие обычные клеточки – сейчас она просто делится, формируя опухоль.
И вот здесь весьма к слову оказываются теломеры. Пусть у клеточки сбились собственные внутриклеточные опции, пусть сейчас её внутренние сигналы понуждают её безостановочно делиться, но делиться она сумеет до того времени, пока теломеры не укоротятся до положенного предела. Когда он укоротятся, в клеточке включится программка самоуничтожения.
Тем не наименее, злокачественные опухоли всё равно возникают. Но, как говорят создатели работы, опухоль может рассчитывать на фуррор лишь в этом случае, если она сумеет активировать теломеразу. Вправду, большая часть злокачественных образований, которые обнаруживаются при клиническом обследовании, есть с включённой теломеразой. Чтоб её включить, необходимы снова же мутации. Возможность возникновения мутаций тем больше, чем подольше клеточка живёт. Представим, что теломеры у клеточки вначале оказались длиннее обыденного. Тогда она проживёт больше, у неё с большей вероятностью покажется мутация в гене теломеразы, которая включится и начнёт увеличивать теломеры, играя в пользу рака.
Теломераза существует не сама по для себя, её активность зависит от остальных белков. В собственной статье исследователи молвят о одном таком белке под заглавием TIN2. Сравнимо издавна понятно, что мутации в TIN2 вроде бы снимают предохранитель с теломеразы, которая начинает интенсивно удлинять хромосомные хвосты. Сейчас удалось показать, что от TIN2 зависит исходная длина теломер, с которой клеточка заходит, так сказать, в зрелую жизнь.
Создатели работы проанализировали гены нескольких семей, предрасположенных к онкозаболеваниям. У их удалось выявить соответствующие мутации в гене TIN2, переходящие из поколения в поколение. У подопытных клеток, которым вводили эту мутацию, теломеры оказывались намного длиннее, чем должны быть. Притом никаких остальных заморочек вначале с ДНК не появлялось, геном был стабилен, теломераза оставалась отключённой. Единственной аномалией оказывались очень длинноватые теломеры, которые давали возможность прожить подольше.
Выходит последующая последовательность событий: из-за мутации в белке TIN2 он перестаёт подабающим образом надзирать теломеразу, которая на ранешних шагах развития вознаграждает хромосомы очень длинноватыми хвостами. Потом теломераза засыпает, а клеточки живут и работают, временами делясь и накапливая мутации (которые, к слову говоря, появляются и при удвоении ДНК). Из-за увеличенного срока жизни в клеточках возникает больше мутаций, в том числе и злокачественных, и у этих мутаций больше шансов совсем перевоплотить клеточку в раковую (а именно, они с большей вероятностью разбудят теломеразу и совсем решат делему с укорачивающимися теломерами).
Выходит, что недлинные теломеры служат предохранителями от онкозаболеваний. Будь хромосомные концы подлиннее, рак был бы намного наиболее распространён и, возможно, был бы ещё наиболее разнообразен. Вообщем, хотя догадка о теломерной защите от рака дискуссируется издавна, далековато не все с ней согласны. Хотя эта работа дает доп (пусть и косвенные) аргументы в её пользу, споры посреди профессионалов о эволюционном значении теломер навряд ли затихнут так скоро.
Источник: